Какой объем воздуха (н. у.) необходим для полного сжигания 10 г сульфида меди(II)? (Рассчитайте объем с точностью

Для решения данной задачи, нам необходимо знать химическое уравнение реакции полного сжигания сульфида меди(II), а также использовать закон Гей-Люссака.

Химическое уравнение реакции полного сжигания сульфида меди(II) выглядит следующим образом:

\[2CuS + 3O_2 \rightarrow 2CuO + 2SO_2\]

Теперь, для решения задачи, мы должны определить соотношение между массой сульфида меди(II) и объемом кислорода, необходимым для его полного сжигания.

Согласно закону Гей-Люссака, объемы газов в реакции прямо пропорциональны их коэффициентам в уравнении реакции. Исходя из этого, мы можем определить следующее соотношение:

\(\frac{{10 \, \text{г} \, CuS}}{{\text{молярная масса} \, CuS}} = \frac{{3 \, O_2}}{{2 \, CuS}}\)

Чтобы найти молярную массу \(CuS\), нам нужно найти атомные массы меди (Cu) и серы (S) на основе данных периодической системы элементов и сложить их:

Масса меди (Cu) = 63.55 г/моль
Масса серы (S) = 32.06 г/моль

Молярная масса сульфида меди(II) (CuS) = 63.55 г/моль + 32.06 г/моль = 95.61 г/моль

Подставим значение в наше соотношение и решим его:

\(\frac{{10 \, \text{г} \, CuS}}{{95.61 \, \text{г/моль}}}= \frac{{3 \, O_2}}{{2 \, CuS}}\)

Сначала найдем количество молей сульфида меди(II):

\(\text{моль CuS} = \frac{{10 \, \text{г} \, CuS}}{{95.61 \, \text{г/моль}}}\)

Теперь можем найти количество молей кислорода (O2), использованное в реакции:

\(\text{моль O}_2 = \text{моль CuS} \times \frac{{3 \, O_2}}{{2 \, CuS}}\)

Используя идеальный газовый закон, мы можем определить объем кислорода (O2) при нормальных условиях (н. у.), который необходим для полного сжигания 10 г сульфида меди(II):

\(V = \text{моль O}_2 \times 22.4 \, \text{л/моль}\)

Произведем вычисления:

\(\text{моль CuS} = \frac{{10 \, \text{г} \, CuS}}{{95.61 \, \text{г/моль}}} = 0.1047 \, \text{моль}\)

\(\text{моль O}_2 = 0.1047 \, \text{моль} \times \frac{{3 \, O_2}}{{2 \, CuS}} = 0.1571 \, \text{моль}\)

\(V = 0.1571 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 3.52 \, \text{л}\)

Следовательно, для полного сжигания 10 г сульфида меди(II) требуется примерно 3.52 литра кислорода при нормальных условиях (н. у.)